Phổ độ lợi của EDFA được trình bày trong hình 2.12 là tính chất quan trọng nhất củaEDFA khi xác định các kênh tín hiệu được khuếch đại trong hệ thống WDM. Hình dạng của phổkhuếch đại phụ thuộc vào bản chất của sợi quang, loại tạp chất (Ge, Al) và nồng độ tạp chất được pha trong lõi của sợi quang.
Một số biện pháp được sử dụng để khắc phục sự không bằng phẳng của phổ độ lợi: • Công nghệ cân bằng độ lợi: dùng bộ cân bằng (equalizer) hấp thụ bớt công suất ởbước sóng có độ lợi lớn và bộ khuếch đại để tăng công suất của bước sóng có độ lợi nhỏ.
• Thay đổi thành phần trộn trong sợi quang: dùng sợi quang trộn thêm nhôm, photphonhôm hay flo cùng với erbium sẽ tạo nên bộ khuếch đại có băng tần được mở rộng vàphổ khuếch đại bằng phẳng hơn.
Bộ khuếch đại EDFA hoạt động ở băng C (1530-1565 nm). Tuy nhiên, độ lợi của sợi pha tạp có đuôi trải rộng đến khoảng 1605 nm. Điều này kích thích sự phát triển của các hệ thống hoạt động ở băng L từ 1565 đến 1625 nm. Nguyên lý hoạt động của EDFA băng L giống như EDFA băng C. Tuy nhiên, có sự khác nhau trong việc thiết kế EDFA cho băng C và băng L.
Các phần tử bên trong bộ khuếch đại quang như bộ cách ly (isolator) và bộ ghép (coupler) phụthuộc vào bước sóng nên chúng sẽ khác nhau trong băng C và băng L. Sự so sánh các tính chấtcủa EDFA trong băng C và băng L được thể hiện trong bảng 2.2.
Bảng 2.2: Bảng so sánh EDFA hoạt động trong băng C và băng L
Tính chất Băng C Băng L Độ lợi Phổ độ lợi Nhiễu ASE Cao hơn Ít bằng phẳng hơn Thấp hơn Nhỏ hơn khoảng 3 lần Bằng phẳng hơn Cao hơn
Thiết kế và mô phỏng hệ thống thông tin quang Nhóm 2 WDM sử dụng phần mềm Optisystem 34
Hình 1.25 trình bày cấu trúc của một bộ khuếch đại băng L làm bằng phẳng độ lợi trongkhoảng bước sóng 1570nm – 1610nm với thiết kế hai tầng [3].
Tầng đầu tiên được bơm ở bướcsóng 980nm và hoạt động như một bộ EDFA truyền thống (sợi quang dài 20-30nm) có khả năngcung cấp độ lợi trong khoảng bước sóng 1530-1570 nm. Ngược lại, tầng thứ hai có sợi quang dài 200m và được bơm hai chiều sử dụng laser 1480nm. Một bộ isolator được đặt giữa hai tầng nàycho phép nhiễu ASE truyền từ tầng thứ 1 sang tầng thứ 2 nhưng ngăn ASE truyền ngược về tầng thứ nhất. Với cấu trúc nối tiếp như vậy, khuếch đại hai tầng có thể cung cấp độ lợi phẳng trên mộtvùng băng thông rộng trong khi vẫn duy trì mức nhiễu thấp.
Hình 1.26 Cấu hình của một bộ khuếch băng L làm bằng phẳng độ lợi trong khoảng bướcsóng 1570nm – 1610nm với thiết kế hai tầng.